平顶山四矿.docx
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平顶山四矿.docx
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平顶山四矿
1矿区概况及井田地质特性
1-1矿区概况
1.1.1交通位置
四矿位于平顶山矿区中部,在一、二矿以西,三矿以北,六矿、五矿以东,北侧丁戊组为一、六矿,己组为五矿。
其地理位置坐标,东经:
113°14′34″~113°17′12″,北纬:
33°46′08″~33°48′28″。
范围为32线至40线和40线至42线西南方的一部分,矿区走向长约3KM,倾向长约4KM,总面积约13.2平方公里。
四矿距平顶山市区约六公里,市内有七路公共汽车直通矿部,并有一、八路公共汽车经过四矿口。
平顶山火车站向东有漯宝线与京广线相接,往西经宝丰与焦枝线相连,区内还有平韩线、平午线;公路北通郑州,南达南阳,与临近市、区的长途汽车,均为全天候公路,交通十分便利。
如下图1-1-1交通位置图:
图1-1-1交通位置图
1.1.2气象
据平顶山气象站资料,平顶山地区平均年降雨量为810.8mm,雨季一般在6~9月份,年蒸发量为960.8~1361.5mm。
干旱指数在1.5以上,属干旱性大陆季风气候,平均绝对湿度为13.5mb,平均相对湿度为67%,年平均气温150C,最高气温为42.60C(1960年8月19日),最低气温-15.30C(1958年元月16日)。
从12月至来年2月气温最低,风向多为北西和北东方向,以北西方向风速最大,可达24m/s,相当于九级大风,降雪时间一般在11月至来年3月,最大积雪厚度30cm,历年最早初冻时间为10月4日(1962年),最晚解冻时间为4月18日(1962年);冻土最大深度为22cm。
1.1.3自然地理
平顶山煤田位于沙河和汝河之间的低山和丘陵地带,四周均为平原,四矿位于煤田中段南部。
井田内最高点为擂鼓台,标高505.6米,最低点在褚庄附近,标高150.4米。
井田中部高,南北低,擂鼓台、小擂鼓台及407.7米高地一线为近东西向分水岭,分水岭以南坡度较陡,以北坡度较缓,基本呈单面山地形。
井田内无大的河流,只有季节性小溪和冲沟,分水岭以北的小溪和冲沟在雨季有水北流,属汝河水系,分水岭以南的小溪和冲沟有水流出井田入湛河至沙河。
平顶山地区属大陆性半干旱气候,年均降雨量742.6mm,平均气温14℃,夏季炎热,冬季寒冷,四季分明。
本区属地震烈度区Ⅵ度区,按《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。
本区经济由于受交通条件影响,在山北由于交通不便,经济较为落后;在矿区南部,经济条件较好。
平顶山市以煤炭生产为主产业,其原煤产量居全国前几位,为缓解南方煤炭馈缺起着不容忽视的作用;并以其为中心形成了铁路、公路网络,交通运输极为便利;同时,还有平高电器、神马集团、姚孟电厂等大型企业,工业较为发达。
平顶山市的农业生产以小麦、玉米为主,并发展畜牧业养殖多种经营模式,在向现代农业过渡。
1.1.4矿井及小窑
四矿东与一、二矿相邻,西与五、六矿相邻;南与三矿相邻。
相邻矿井基本情况如下:
一矿:
位于平顶山市区以北3.0公里处,井田面积为27.5平方公里。
该矿于是1959年开始生产,到了2001年底该矿拥有可采储量1.14亿吨。
该矿2001年煤炭产量为334.4万吨,一矿有五个采煤工作面,全部采用机械化开采;该矿的主要煤种为1/3焦煤、焦煤和肥煤。
是煤炭部特级质量标准化矿井,煤炭部首批建设的十五个现代化样板矿之一,国家一级计量单位,曾被煤炭部授予“大庆式企业”称号。
二矿:
位于平顶山市区北0.5公里处,1957年10月1日投产,原设计生产能力21万吨/年,现核定生产能力40万吨/年,井田面积10平方公里,主要煤种为肥煤。
三矿:
位于平顶山市区西3公里处,1957年12月31日建成投产,原设计生产能力30万吨/年,现核定生产能力35万吨/年,井田面积5.88平方公里,主要煤种为肥煤。
五矿:
位于平顶山市西北8公里处,1958年12月31日建成
投产,原设计生产能力120万吨/年,现核定生产能力120万吨/年,井田面积11.8平方公里,主要煤种为1/3JM。
六矿:
位于平顶山市区西北9.0公里处,井田面积为30.1平方公里。
该矿于是1970年投产,到2001年底该矿拥有可采储量1.196亿吨,该矿2001年煤炭产量为275万吨。
六矿有二个采煤工作面,全部采用机械化开采。
该矿的主要煤种为1/3焦煤。
井田内共有小井8座,即褚庄一矿、祖平煤矿、顺达煤矿、神鹰煤矿、广武新兴二矿、湛河区张庄煤矿、刘沟村煤矿、胜利煤矿。
1.1.5矿井附近工农业情况
平顶山地区以煤及农业为主,市区及周边煤化工比较多,因此工业相对较发达,其它地方以农业为主,劳动力资源丰富,具有较好的开采优势。
1.2井田地质特征
1.2.1区域地质简况
平顶山煤田处于秦岭纬向构造带的东延部位,淮阳山字型构造的西翼反射弧顶部,为纬向构造与山字型构造的复合部位,由于二者的共同影响,使得整个煤田形成了一系列北西向的复式褶皱(李口向斜、灵武向斜、郭庄背斜、牛庄向斜、诸葛庙背斜等)和大断层(白石沟逆断层、锅底山正断层、山庄逆断层等),总体构造线为北西向。
追溯区域地质历史,平顶山煤田曾受到中岳运动、少林运动、怀远运动、加里东运动、印支燕山运动和喜山运动六期构造运动的影响,在C-P煤系沉积以后,燕山运动最为重要,使区内中生代及其以前地层(包括前震旦纪)卷入了这次运动,形成了北西向的褶皱和断裂,并拌有中酸性岩浆侵入。
喜山运动在本区主要表现为差异升降运动,并使先期断裂再次活动,形成了一幅复杂的构造图案。
井田地表多被第四系地层覆盖,依据钻探工程揭露地层从老到
新依次有:
寒武系崮山组、石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组和第四系。
1.2.2矿井地质
1.2.2.1地层
本井田内地层层序由老至新依次为:
寒武系崮山组、石炭系本溪组、太原组和二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组和第四系。
寒武系崮山组系石炭、二叠系含煤地层的沉积基底,厚度大于68米,为灰色厚~巨厚层状白云质灰岩。
石炭系本溪组上界为太原组L7灰岩底面,下界为崮山组白云质灰岩的顶面,厚度平均为5.6米,主要为浅灰色~灰白色铝土质泥岩和深灰色、灰黑色炭质泥岩。
石炭系太原组上界为L1灰岩的顶面,或为山西组底部砂质泥岩的底面,下界为本溪组铝土质泥岩的顶面,或L7灰岩的底面,厚度为53~86米,平均62.5米,由深色生物碎屑灰岩、燧石灰岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和煤组成,间夹菱镁质泥岩薄层,庚组煤位于本组下部灰岩的上部。
二叠系山西组上界为下石盒子组砂锅窑砂岩底面,下界为太原组顶部灰岩顶面,厚87~114米,平均为105.3米,由浅灰绿、深灰色中~细粒砂岩、泥岩和煤组成。
含煤2~5层,为己组煤。
二叠系下石盒子组上界为田家沟砂岩的底面,下界至砂锅窑砂岩的底面,厚度284~311米,平均304.4米,由灰黄色、深灰色中~细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩所组成。
依据岩性和含煤性,自下而上分为戊组煤、丁组煤和丙组煤。
二叠系上石盒子组上界至平顶山砂岩底面,下界至田家沟砂岩顶面,厚294~331米,平均314.5米。
主要由灰白色、灰黄色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中~细粒砂岩及劣质煤层组成。
自下而上分为乙组煤和甲组煤。
二叠系石千峰组在井田内出露不全,厚度0~255米,平均137.8米。
主要由平顶山砂岩等组成。
第四系厚0~33米,平均为11.93米。
主要为黄土沙砾滚石(平顶山砂岩和石千峰组砂岩)之山坡残积物分布于低洼处,厚度不大,表土平均2米厚。
1.2.2.2构造
受区域构造的控制,特别是李口向斜及锅底山正断层的影响井田构造总体上为一北北东向缓倾斜的单斜构造,地层走向100°,倾向10°,倾角6°~18°。
在此单斜构造之上发育有一条大中型断层和少量小断层,褶皱构造不发育(见图1-1“矿区构造纲要表图)。
图1-2-1平顶山矿区构造纲要图
(一)褶曲
井田内的褶曲构造有两种表现形式,一种是断层面附近的拖曳小褶皱及挤压揉皱现象,它是断层的伴生褶曲,不具独立的构造意义,因此,将其放在断层构造中论述;另一种是宽缓的小褶皱,规模较小,它对巷道的布置和岩层产状及矿井生产有一定的影响。
井田内褶皱主要为晋沟向斜,该向斜在井田内的南东部较为明显,向北西方向在39-18孔北约150米处消失,延伸长度2000米左右,它对井田内各煤层的产状,巷道布置均有一定影响,但由于甚为开阔,故伴生构造少见,对煤层厚度影响也不明显,仅局部对生产影响较大。
井田内背斜不发育,揭露较少,控制程度较差。
(二)、断层
井田范围内的大中型断层共有二条(见主断层一览表1-1),其主要特征如下:
F1锅底山正断层
该断层走向N25°~50°W,倾向南西,倾角60°~70°,落差110~200米,位置在四矿西南,三矿西北部,在一、四、六扩勘区内有六个钻孔控制,地表有零星露头控制。
(三)矿井小断层
矿井小断层在煤田地质勘探中一般不能控制,只能在矿井地质及巷道掘进或煤层开采过程中才能发现,这些小断层数量不多,具有一定的随机性等特点,给矿井地质工作带来些许不便,成为影响煤矿生产的地质因素之一.
表1-2-1主断层一览表
编
号
名称及性质
产状
落差
(m)
延展长度
(m)
控制工程
简要描述
控制程度
走向
倾向
倾角
F1
锅底山正断层
350°
310°
南西
60°
70°
100
200
46-6孔
46-7孔
46-8孔
47-14孔
47-7孔
42-12孔
39-17孔
39-8孔等
矿区外控制工程很多,区内无控制工程,其小山北分支断层为该井田二水平南部边界
可靠
1.3水文地质
平顶山煤田是以李口向斜为主体的向斜含煤盆地,其北西、南东、北东及南部边缘分别受落差数百米至上千米的郏县断层、落岗断层、襄郏断层及鲁叶断层等构造的切割,形成相对独立的水文地质单元。
平顶山矿区于李口向斜南翼,北部以红石山、龙山、擂鼓台、落凫山、马棚山、平顶山等低山组成地表分水岭,标高300~500m,坡度8°~50°,以北渡山、九里山、扣皂山等残丘组成西南部地表分水岭,标高130~160m,坡度15°~30°,震旦系石英岩与寒武系灰岩在西部零星出露,大气降水可直接补给地下水。
南北分水岭之间为西窄东宽的槽形谷地,其间多被第四系坡积冲积物覆盖。
地势西高东低,地层倾向北北东,倾角12°左右。
(一)、含水层
井田内按地层由老到新的顺序分为4个含水层,据井田及邻区资料将含水层叙述如下:
①、寒武系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层
主要为中厚层状白云质灰岩、鲕状灰岩、泥质条带灰岩、泥岩、砂质泥岩,井田内厚度大于200m,埋深大于239m。
主要含水层段为寒武系中统张夏组鲕状灰岩和上统崮山组白云质灰岩,两组灰岩厚度为200m左右,为含煤地层基底,己16-17煤层底板间接充水含水层。
据《河南省平顶山煤田一、四、六矿井深部扩勘地质报告》和邻区资料,该含水层在-150m以上的浅部岩溶裂隙较发育,深部岩溶裂隙不发育,地下水补给和迳流条件差,灰岩含水层富水性明显弱于浅部。
②二叠系己煤组顶板砂岩裂隙含水层
本含水层共有两层砂岩含水层,自下而上为大占砂岩、香炭砂岩,大占砂岩距己16-17煤层5~15m,一般为7m,为己16-17煤层顶板直接充水含水层,主要为中粗粒长石石英砂岩,硅质和钙质胶结。
香炭砂岩下距己16-17煤层5~30m,一般为20m,为己16-17煤层的间接充水含水层。
水质类型HCO3-Na。
本含水层属砂岩裂隙弱含水层。
③、二叠系平顶山砂岩裂隙含水层
平顶山砂岩位于煤系顶部,总厚109.23~134.95m,上部中粗粒砂岩,中部中粒砂岩,下部中粗粒砂岩,底部有5~10m含砾粗砂岩。
平顶山砂岩埋藏浅,在分水岭有出露,厚度大,节理裂隙发育,岩石较破碎,主要接受大气降水补给,但由于该含水层补给区地形较陡,不利于裂隙水的补给,故含水性较差,水质类型HCO3-Na型,本含水层属砂岩裂隙弱~中等含水层。
④、第四系松散孔隙含水层第四系厚度0~43m,系出露地表岩层经风化后堆积于山麓,主要由砂砾石组成,在沟谷地带有季节性下降泉出露,泉流量0.5~3L/s,水质类型HCO3-Ca型。
(二)涌水量及综合地质柱状图
矿井正常涌水量120立方米/小时,最大为253立方米/小时,涌水量较小,水文地质条件较简单。
地质综合柱状图见图1-3-1:
图1-3-1综合地质柱状图
1.4其它开采技术条件:
煤具有自燃发火期,发火期为4-6个月,相对瓦斯涌出量为11.24立方米/吨,为高瓦斯矿井,煤尘无爆炸危险。
表1-4-1主要地质构造
序
号
煤层厚度
煤层间距
倾
角
围岩性质
煤
牌
号
硬
度
容
重
煤层结构
及稳定性
最大-最小
平均厚度
顶
板
底
板
1
2
3
4
5
6
7
8
19
10
11
己16-17
3.8-4.2
0
10
大占砂岩
波浪带砂岩
JM
1.4
稳定
4
表1-4-2煤的工业分析表
序号
煤牌号
煤层名称
水分
(﹪)
灰分
(﹪)
挥发分
(﹪)
含磷
(﹪)
含硫
(﹪)
胶质层厚
MM
发热量
MJ/KG
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
1
JM
己16-17
0.7%
15.91%
26.44%
0.005%
0.51%
24.5
27.91
低灰低硫高发热量优质炼焦用煤
2矿井储量、年产量及年限
2.1井田境界
井田境界应根据地质构造、储量、水文、煤层赋存情况、开采技术条件、开拓方式及地貌、地物等因素,进行技术分析后确认。
一般情况下以下列情况为界:
1、以大断层、褶曲和煤层露头、老窑采空区为界:
2、以山谷、河流、铁路、较大的城镇或建筑物的保安煤柱为界:
3、以相邻矿井井田境界煤柱为界:
4、人为的划分井田境界:
平煤四矿二号井位于平顶山矿区中部,在一、二矿以西,三矿以北,六矿、五矿以东,北侧丁戊组为一、六矿,己组为五矿。
其地理位置坐标,东经:
113°14′34″~113°17′12″,北纬:
33°46′08″~33°48′28″。
范围为32线至40线和40线至42线西南方的一部分,矿区走向长约3KM,倾向长约4KM,总面积约13.2平方公里。
2.2井田储量
矿井储量是指矿井边界范围里,通过地质手段查明的符合国家煤炭储量计算标准的全部储量,又称矿井总储量。
它不仅反映了煤炭资源的埋藏量,还表示煤炭的质量。
本井田采用等高线法计算储量,该方法是目前我国所用比较广泛的方法之一。
等高线法根据煤层底板等高线间距相近的以等高线为边界划分为一块,如此把井田划分为几块,在CAD图上算出每一块面积及平均倾角,再算出其倾斜面积,依据各块煤厚及容重算出储量,再后相加既的矿井的工业储量。
2.2.1矿井的工业储量
矿井工业储量是勘探(精查)地质报告提供的“能利用储量”中的A、B、C三级储量之和,其中高级储量A、B级之和所占比例应符合表2-2-1的规定。
由煤层底板等高线及储量计算图上提供的资料可计算出来设计矿井工业储量汇总表见2-2-2。
表2-2-1矿井高级储量比例
地质开采条件
储量级
别比例(%)
简单
中等
复杂
大型
中型
小型
大型
中型
小型
中型
小型
井田内A+B级储量占总储量的比例
40
35
25
35
40
20
25
15
第一水平内A+B级储量占本水平储量的比例
70
60
40
60
50
30
40
不作具体规定
第一水平内A级储量占本水平内储量的比例
40
30
15
30
20
不作具体规定
不要求
表2-2-2矿井工业储量汇总表
煤层名称
工业储量(万吨)
备注
A
B
A+B
C
A+B+C
煤层
4572
3048
7620
0
7620
符合
总计
4572
3048
7620
0
7620
符合
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